Arquitetura de Nuvem Híbrida: Modernizando Sistemas Legados com Controle On-Premise e Poder de Nuvem Pública

A arquitetura de nuvem híbrida permite que uma empresa combine uma infraestrutura on-premise rigidamente controlada com o poder de um serviço de nuvem pública. Devido aos altos níveis de flexibilidade, soluções de nuvem híbrida são a opção preferida para modernizar aplicações existentes e legadas.

Este artigo é uma introdução à arquitetura de nuvem híbrida. Continue lendo para aprender como empresas configuram sistemas híbridos para atingir objetivos técnicos e de negócios mais efetivamente do que com nuvem pública ou privada sozinha.

Arquitetura de Nuvem Híbrida Explicada

Arquitetura de nuvem híbrida é uma mistura de dois ou mais tipos diferentes de infraestrutura (pública, privada, nuvens comunitárias, bare metal, etc.) unidos em um único sistema com total portabilidade de carga de trabalho e dados. Essas arquiteturas variam com base nas necessidades do negócio, mas os sistemas mais comuns combinam:

• Um sistema on-premises (bare metal ou nuvem privada) com uma nuvem pública.
• Uma nuvem pública, nuvem privada e infraestrutura bare metal.
• Duas ou mais nuvens privadas.
• Duas ou mais nuvens públicas.

Nossa comparação entre nuvens pública e privada destaca as principais diferenças entre as duas implantações de nuvem mais comuns.

Independentemente da configuração específica, toda arquitetura de nuvem híbrida tem quatro características em comum:

• Conexão de rede: Diferentes ambientes em uma nuvem híbrida compartilham as mesmas conexões, seja dentro de uma rede privada ou via Internet.
• Integração total: Sincronização de dados e cargas de trabalho ocorre em todos os componentes de uma nuvem híbrida.
• Gerenciamento unificado: A equipe gerencia uma configuração híbrida através de uma única ferramenta, e cada ambiente usa o mesmo sistema operacional.
• Provisionamento rápido de recursos: Uma nuvem híbrida pode provisionar novos recursos rapidamente, tipicamente via nuvem pública terceirizada.

A conexão entre diferentes componentes é a principal característica de uma nuvem híbrida. Uma nuvem híbrida oferece um sistema de computação em nuvem unificado que permite aos administradores mover serviços entre os ambientes.

Se não há integração entre componentes, uma empresa não tem um sistema híbrido. Em vez disso, a configuração executa várias nuvens em paralelo e é provavelmente uma forma de multi-cloud.

Três aspectos principais do design de uma arquitetura híbrida são conectividade, modernização de aplicações e segurança na nuvem.

Conectividade

Conectividade e interoperabilidade são conceitos centrais de uma arquitetura de nuvem híbrida. Este recurso permite:

• Movimento livre de cargas de trabalho.
• Unificação de gerenciamento.
• Orquestração de processos.

O nível de conectividade impacta diretamente o quão bem a nuvem híbrida funciona. Para ajudar a entender a importância da interconectividade em um ambiente híbrido, usaremos um exemplo de aplicação para negociação e armazenamento de ações. Conforme mostrado no diagrama abaixo, o app depende de uma nuvem privada e pública.

Quando alguém acessa nosso app de exemplo, o usuário atinge um endpoint na nuvem privada e alimenta o cluster Kubernetes on-prem. O cluster contém diversos serviços:

• O front-end do app (a UI).
• O serviço MQ que habilita a capacidade de fila de mensagens.
• O serviço de portfólio que permite aos usuários gerenciar investimentos.

O portfólio executa operações na nuvem privada, mas o serviço também depende de tarefas na nuvem pública. O serviço central na nuvem pública é o que busca preços de ações na Investors Exchange (IEX).

O serviço MQ acompanha os níveis de fidelidade do usuário. Este serviço também requer acesso à nuvem pública e notifica usuários em tempo real sobre mudanças em seu status de fidelidade ou portfólio.

Nosso app requer altos níveis de interconectividade entre a nuvem privada e pública para funcionar corretamente. As cargas de trabalho fluem entre ambientes, e todo o sistema opera como uma única entidade. A conexão entre a nuvem privada e pública é vital, e podemos conectar as duas via VPN, WAN ou API.

Modernização de Aplicações

Modernizar apps monolíticos e movê-los para a nuvem está entre os maiores desafios da adoção de nuvem híbrida.

Digamos que nosso app de negociação de ações começou como um sistema monolítico on-prem. O app era baseado em Java e tinha os mesmos serviços da configuração público-privada acima:

• A UI.
• O serviço de portfólio.
• Serviço MQ.
• Uma conexão com a IEX.
• Um banco de dados on-premise.

Em algum momento, arquitetos tiveram que separar nosso app fictício e implantá-lo na nuvem para evitar latência do usuário.

A desconstrução do app começa decidindo quais partes você quer separar do monolito e implantar na nuvem. Alguns componentes são melhores opções que outros. No nosso exemplo, implantar o portfólio na nuvem levaria a muitos saltos de rede desnecessários e latência ainda pior.

Mover a UI para a nuvem é uma boa opção. Como latência é o principal problema, implantar o front-end do app em múltiplas localidades pode levar a uma melhor experiência do usuário.

Uma vez que você sabe qual parte irá para a nuvem, o próximo passo é refatoração. Arquitetos precisam criar código de cola que permita ao app manter o caminho de comunicação entre serviços. Uma vez refatorada a UI, podemos implantar o serviço na nuvem pública. Direcionamos apenas uma pequena porcentagem de usuários para a nuvem enquanto testamos o novo fluxo.

Uma vez que a configuração da nuvem pública está livre de erros, podemos descontinuar a parte antiga da UI e começar a usar a nuvem para todo o tráfego. Agora podemos começar a pensar em quais outros serviços podemos migrar e expandir nossa arquitetura de nuvem híbrida.

Segurança em Nuvem Híbrida

Segurança na nuvem em um sistema híbrido é desafiadora pois a equipe precisa proteger diferentes ambientes e os dados movendo-se entre eles. Existem duas grandes preocupações de segurança ao projetar uma arquitetura de nuvem híbrida:

• Vazamentos de dados potenciais.
• Leis de privacidade rigorosas como GDPR, HIPAA e PCI.

O ponto de partida é determinar os riscos de segurança na nuvem que vêm com seu tráfego de rede norte-sul e leste-oeste. Tráfego norte-sul é qualquer atividade viajando de usuários finais para data centers ou ambientes de nuvem. Tráfego leste-oeste é o fluxo de dados entre componentes de nuvem híbrida.

Segurança de perímetro é crucial para qualquer arquitetura de nuvem híbrida com componentes on-prem. Seja você rodando um data center bare-metal ou nuvem privada, garanta que o perímetro tenha:

• Um firewall.
• Segurança de endpoint com gateways API seguros.
• Segurança zero-trust

Segurança de nuvem pública é principalmente responsabilidade do provedor, mas o cliente também tem sua parte. Por exemplo, se você tem um worker Kubernetes com múltiplos serviços configurados na nuvem, ajustar a segurança de endpoint do componente e autenticação de requisições é responsabilidade do cliente.

Proteger tráfego leste-oeste em uma arquitetura de nuvem híbrida requer garantir comunicação segura entre ambientes. Segmentação de rede é uma boa tática para proteger tráfego leste-oeste. Crie políticas rigorosas que limitem quais segmentos usuários, admins e processos podem acessar.

Em um ambiente Kubernetes, microsegmentação requer configurar certificados TLS para requisições indo entre microsserviços. Criptografe requisições e dados (tanto em trânsito quanto em repouso) o mais cedo possível em seu ciclo de vida. Outra prática recomendada Kubernetes é configurar um admission controller que adicione níveis adicionais de verificação após autenticação inicial.

Tipos de Arquitetura de Nuvem Híbrida

Como nuvens privadas são únicas, e cada provedor de nuvem pública oferece serviços diferentes, não existem soluções híbridas one-size-fits-all. No entanto, toda nuvem híbrida corresponde a um de dois tipos primários: arquitetura de nuvem híbrida tradicional e moderna.

Arquitetura de Nuvem Híbrida Tradicional

Arquitetura de nuvem híbrida tradicional foca em transformar data centers em nuvens privadas. Uma vez que a configuração on-prem está pronta, a equipe projeta uma conexão com uma nuvem pública para criar fluxo contínuo de carga de trabalho e dados. Esta infraestrutura de TI unificada é ideal se:

• A organização precisa manter dados sensíveis em nuvem privada devido a preocupações regulatórias.
• A empresa deseja migrar para a nuvem para melhorar apps legados e melhorar desempenho.
• A equipe quer fazer lift-and-shift de cargas de trabalho on-prem existentes para uma nuvem pública para reduzir a pegada do data center.
• O negócio deseja migrar cargas de trabalho inconstantes para a nuvem pública.
• A equipe quer usar a nuvem pública para subir rapidamente recursos de desenvolvimento e teste (habilidade vital para equipes DevOps eficientes).

Tipicamente, arquitetura de nuvem híbrida tradicional depende de uma solução pré-empacotada ou middleware enterprise-grade que integra recursos de nuvem entre ambientes. Um console central e ferramentas unificadas de monitoramento de nuvem mantêm a configuração saudável.

Arquitetura de Nuvem Híbrida Moderna

Arquitetura de nuvem híbrida moderna foca menos na conectividade entre componentes e mais na portabilidade de cargas de trabalho. Dessa forma, o sistema pode usar perfeitamente o melhor ambiente para qualquer tarefa.

Este tipo de arquitetura de nuvem híbrida permite que organizações aproveitem tecnologias cloud-native e usem microsserviços para quebrar apps em componentes menores e reutilizáveis. Microsserviços garantem implantação, gerenciamento e desempenho consistentes e confiáveis entre diferentes nuvens e fornecedores.

Na arquitetura de nuvem híbrida moderna, as linhas entre nuvens pública e privada são menos distintas. Muitos provedores agora oferecem serviços de nuvem pública que rodam no data center on-premise do cliente. Nuvens privadas, que tradicionalmente rodam on-premises, agora podem operar:

• Em um data center off-premises.
• Em redes privadas virtuais (VPNs).
• Como uma nuvem privada virtual (VPC).

Infraestrutura-como-código (IaC) é um aspecto significativo da arquitetura de nuvem híbrida moderna. IaC permite que desenvolvedores subam novos ambientes rapidamente e sob demanda.

Projetando e Construindo uma Arquitetura de Nuvem Híbrida

Antes de projetar uma arquitetura de nuvem híbrida, considere a lista de verificação abaixo para garantir que seu plano não caia em armadilhas.

Considere Modelos de Implantação Mais Simples e Menos Caros

Uma nuvem híbrida depende de integração complexa entre diferentes ambientes, tornando a configuração ideal para cargas de trabalho de alto volume e sistemas distribuídos. Se seu app não tem cargas de trabalho intensas e não precisa de sobreposição de fluxo, implantar um modelo de nuvem mais simples pode ser uma opção melhor.

Uma vez que o app e sua base de usuários cresçam, comece a pensar em expandir para uma nuvem híbrida para manter níveis de desempenho.

Faça um Plano Detalhado para Suas Cargas de Trabalho

Comece a projetar a arquitetura determinando como e onde cada carga de trabalho será executada. Este plano requer um equilíbrio delicado entre:

• Necessidades de acessibilidade interna.
• Requisitos de conformidade.
• Necessidades da aplicação.

Considere os seguintes fatores ao planejar qual ambiente usar para cada carga de trabalho:

• Níveis de segurança.
• Obrigações legais.
• Preço do serviço.
• Acessibilidade.
• Requisitos do app.
• Localizações dos usuários.

Se sua empresa processa dados sensíveis, planeje onde você armazenará essa informação e quais sistemas terão acesso a dados valiosos. Também considere se alguns sistemas legados serão incapazes de operar corretamente em um ambiente de nuvem.

Cuidado com Vendor Lock-In

Construir uma nuvem híbrida em uma plataforma que não pode lidar com suas cargas de trabalho pode criar problemas caros no futuro.

Equipes procurando um parceiro SaaS têm margem maior para erro, mas empresas que querem construir um app através de provedor PaaS ou IaaS devem fazer a escolha certa desde o início para evitar sérios problemas de vendor lock-in. Ao escolher seu provedor de serviço de nuvem, considere:

• Custo do serviço.
• Tecnologias usadas.
• Ferramentas de gerenciamento.
• Localizações físicas dos data centers.
• Acordos de nível de serviço (SLAs).
• Suporte para ambientes bare-metal e nuvem privada.
• Políticas de segurança, governança e negócios.
• Dependências de serviço.

Escolha o Cloud OS Certo

Um sistema operacional de nuvem permite que uma equipe monitore e gerencie um ambiente híbrido através de um único conjunto de ferramentas. Cloud OS deve simplificar gerenciamento e conceder agilidade, então escolha o software que atenda às necessidades dos seus desenvolvedores. Algumas das opções mais populares são:

• Kubernetes.
• VMware Cloud.
• OpenStack.
• Nutanix.

Escolha o cloud OS baseado na ferramenta que oferece a abordagem correta de gerenciamento de dados. Idealmente, o OS não deve exigir que você recicle toda a equipe de TI.

Incorpore Segurança na Sua Arquitetura de Nuvem Híbrida

Trate controles e políticas de segurança como peça fundamental da sua arquitetura de nuvem híbrida. Segurança não deve ser uma reflexão tardia, então garanta que níveis adequados de proteção sejam um bloco de construção para cada ambiente.

Comece a pensar sobre riscos de cibersegurança o mais cedo possível no processo de design. DevSecOps é uma boa abordagem ao construir sistemas de nuvem se você deseja pensar em segurança desde o início.

Uma Opção de Nuvem Ideal para Modernização de Aplicações

A arquitetura de nuvem híbrida permite que uma empresa modernize seus apps conectando nuvens à infraestrutura de TI existente. Esta abordagem torna nuvens híbridas uma opção ideal para qualquer empresa que deseja usar computação em nuvem mantendo controle rigoroso sobre sua configuração de TI.